(57)【要約】  本発明は、耐荷重特性を改善し、フレームレスによる施工、安価なガラスの使用、太陽電池の軽量化を実現することができる太陽電池用封止材を提供することを目的とする。また、本発明は、ガラスへの接着性に優れ、且つ、合わせガラスの耐荷重特性を向上させることが可能な合わせガラス用中間膜を提供することを目的とする。  本発明は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４により周波数０．３Ｈｚおよび２５℃で測定された貯蔵弾性率が１０００〜４０００ＭＰａであり、ガラスを両面に接着させた積層体について２５℃で測定した圧縮せん断強さが５〜８０ＭＰａである太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４により周波数０．３Ｈｚおよび２５℃で測定された貯蔵弾性率が１０００〜４０００ＭＰａであり、ガラスを両面に接着させた積層体について２５℃で測定した圧縮せん断強さが５〜８０ＭＰａである太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項２】
ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４により周波数０．３Ｈｚおよび５０℃で測定された貯蔵弾性率が、５０〜４０００ＭＰａであり、ガラスを両面に接着させた積層体について５０℃で測定した圧縮せん断強さが５〜８０ＭＰａである太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項３】
厚さ２．８ｍｍのガラスを両面に接着させた積層体についてＪＩＳ  Ｒ  ３２１２の耐貫通性試験に準じて、鋼球を高さ２ｍから落下させた場合に貫通しない、請求項１又は２に記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項４】
ポリビニルアセタール樹脂を４０質量％以上含む請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項５】
可塑剤の含有量が前記ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１０質量部以下である請求項４に記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項６】
ポリビニルアセタール樹脂を４０質量％以上含み、可塑剤の含有量が前記ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１０質量部以下である太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項７】
前記ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度が６００〜１１００である請求項４〜６のいずれかに記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項８】
さらにゴムを含む請求項４〜７のいずれかに記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項９】
前記ゴムの含有量が前記ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１〜１００質量部である請求項８に記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項１０】
前記ゴムのガラス転移温度が−１０℃以下である請求項８又は９に記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項１１】
前記ゴムと前記ポリビニルアセタール樹脂との屈折率の差が０．０４以下である請求項８〜１０のいずれかに記載の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の太陽電池用封止材を用いた太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかに記載の合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を作製する際に、太陽電池素子と保護材とを接合するのに好適に用いられる太陽電池用封止材およびこれを用いた太陽電池モジュールに関する。また、ガラスとの接着性および耐荷重特性に優れた合わせガラス用中間膜およびこれを用いた合わせガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。【０００３】
結晶系シリコン太陽電池は一般に、図１に示すように、ガラス基板などからなる表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材（バックカバー）１２との間にエチレン酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）フィルム等の表面封止材１３Ａおよび裏面封止材１３Ｂを介して、シリコン発電素子などの太陽電池セル１４を複数、封止した構成とされており、フレーム１５で補強され施工される。【０００４】
薄膜系シリコン、カドミウム・テルル太陽電池は一般に、図２に示すように、ガラス基板などからなる表面側透明保護部材１１に作製された太陽電池セル１６と裏面側保護部材（バックカバー）１２との間に可塑化ポリビニルブチラール並びにエチレン酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）フィルム等の封止材１３を介して、封止した構成とされており、フレーム１５で補強され施工される。【０００５】
ＣＩＧＳ、ＣＩＳ太陽電池は一般に、図３に示すように、ガラス基板などからなる裏面側保護部材１２に作製された太陽電池セル１６とガラスなどからなる表面側透明保護部材１１との間に可塑化ポリビニルブチラール並びにエチレン酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ）フィルム等の封止材１３を介して、封止した構成とされており、フレーム１５で補強され施工される。【０００６】
従来の太陽電池では、このようにフレームで補強され施工されるのが一般的であるが、太陽電池はさらなる耐久性の向上並びにコストダウンが望まれている。フレームの価格は一般的には封止材の２〜４倍程度であり、フレームレスでの施工は太陽電池のコストダウンに非常に有用である。【０００７】
そこで、フレームレス太陽電池が提案されている（例えば、ザ  ソーラー  スタンダード（ＴＨＥ  ＳＯＬＡＲ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ）第１号）。しかしながら耐荷重試験に合格するためには裏面に補強構造が必要である場合が多く、裏面に補強構造が必要でない場合は高価な熱強化ガラスが使用されており、さらなるコストダウンが望まれている。このとき封止材としては可塑化ポリビニルブチラールが広く用いられているが、高温（５０℃）付近で物性の低下が見られ、耐久性の観点からも改善が望まれている。太陽電池は発電時に発熱するため使用環境が２０℃でも実際には５０℃以上に昇温する可能性があるため、高温での耐荷重特性は非常に重要である。【０００８】
また、太陽電池モジュールの安全性適合認定（ＩＥＣ６１７３０−２）のＭＳＴ３２衝撃破壊試験に合格するためには耐衝撃性も非常に重要である。【０００９】
このような中、太陽電池用封止材として、高い体積抵抗率を有するポリビニルブチラール樹脂を用いることが知られている（例えば、国際公開第２００９／１５１９５２号）。しかしながら、実施例においては可塑剤使用量が多く５０℃付近での物性が不十分であり、またラミネーション温度での流動性が不十分で気泡、密着不良、等の外観不良が発生しやすい。【００１０】
ところで、従来からポリビニルブチラール樹脂は、シート状に成形され、建築物の窓ガラス等の合わせガラス用中間膜として広く使用されている。しかし、ガラスを貼り合わせた後に、熱によりガラス板がずれたり、気泡が発生することがあり、また、ガラスが割れやすい等、耐荷重特性が充分でないという問題があった。このような中、耐荷重特性の優れた耐危険窓設備用ガラス積層体として、アイオノマー樹脂からなるシートが提案されている（例えば、特表２００２−５１４５３３号公報）。しかしながら、アイオノマー樹脂のシートは耐熱性が低く、５０℃付近での物性が不充分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００９／１５１９５２号
【特許文献２】特表２００２−５１４５３３号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「ザ  ソーラー  スタンダード（ＴＨＥ  ＳＯＬＡＲ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ）第１号」、［Ｏｎｌｉｎｅ］、２００８年５月、アプライド  マテリアルズ（ＡＰＰＬＩＥＤ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ）、［２０１０年６月検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｐｐｌｉｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ａｓｓｅｔｓ／ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒｓ／ｓｏｌａｒ＿ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ＿ｍａｙ２００８＿ｊａｐａｎ．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
太陽電池には、さらなる耐久性の向上並びにコストダウンが所望されており、フレームレスモジュールが検討されているが、裏面に補強構造が必要であったり、高価な熱強化ガラスが使用されている。従って、本発明は、耐荷重特性を改善し、フレームレスによる施工、安価なガラスの使用、太陽電池の軽量化を実現することができる太陽電池用封止材を提供することを目的とする。さらには、安価で耐久性の優れた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。【００１４】
また、ガラスへの接着性に優れ、且つ、合わせガラスの耐荷重特性を向上させることが可能な合わせガラス用中間膜を提供することを目的とする。また、安価なガラスを使用することも可能となるため、より低コストで合わせガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
太陽電池の耐荷重特性は、表面側透明保護部材１１の種類と厚さ、裏面側保護部材１２の種類と厚さ、さらには表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材１２を接着する封止材１３の物性が重要となる。【００１６】
本発明者は、このような知見に基づき種々の検討を行った結果、高い貯蔵弾性率および高いガラスへの接着性が、太陽電池モジュールの耐荷重特性を向上させ、また、合わせガラスの耐久性や耐荷重特性を向上させせることができることを見出した。【００１７】
特に、温度が５０℃付近まで上がった場合における耐荷重特性を向上させるために、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４により周波数０．３Ｈｚおよび２５℃で測定された貯蔵弾性率が１０００〜４０００ＭＰａであり、ガラスを両面に接着させた積層体について２５℃で測定した圧縮せん断強さが５〜８０ＭＰａである、太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜を用いることにより、本発明の課題を解決したものである。【００１８】
上記の課題は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４により周波数０．３Ｈｚおよび５０℃で測定された貯蔵弾性率が、５０〜４０００ＭＰａであり、ガラスを両面に接着させた積層体について５０℃で測定した圧縮せん断強さが５〜８０ＭＰａである、太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜によっても解決される。【００１９】
本発明の太陽電池用封止材によれば、耐荷重特性を改善することができ、フレームレスで施工したり、安価なガラスを使用することも可能で、太陽電池の軽量化を実現できる。さらに、本発明の合わせガラス用中間膜によれば、ガラスへの接着性に優れ、且つ、ガラスが割れにくい耐荷重特性に優れた合わせガラスを提供することが可能である。【００２０】
本発明の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜の好ましい態様を、以下に列記する。【００２１】
太陽電池用封止又は合わせガラス用中間膜は、厚さ２．８ｍｍのガラスを両面に接着させた積層体についてＪＩＳ  Ｒ  ３２１２の耐貫通性試験に準じて、鋼球を高さ２ｍから落下させた場合に貫通しないことが好ましい。【００２２】
また、太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、ポリビニルアセタール樹脂を４０質量％以上含むことが好ましい。このとき、可塑剤の含有量が前記ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１０質量部以下であることがより好ましい。【００２３】
さらには、本発明は、ポリビニルアセタール樹脂を４０質量％以上含み、可塑剤の含有量が前記ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１０質量部以下である太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜に関する。【００２４】
前記ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は６００〜１１００であることが好ましい。【００２５】
このようにポリビニルアセタール樹脂を含む場合は、さらにゴムを含むことが好ましく、当該ゴムの含有量は前記ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１〜１００質量部であることがより好ましい。【００２６】
前記ゴムのガラス転移温度は−１０℃以下であることが好ましい。また、前記ゴムと前記ポリビニルアセタール樹脂との屈折率の差は０．０４以下であることが好ましい。【００２７】
本発明は、前記太陽電池用封止材を用いた太陽電池モジュールに関する。【００２８】
本発明は、前記合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスに関する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の太陽電池用封止材によれば、耐荷重特性のよい太陽電池を作製することができる。これによりフレームレスによる施工、安価なガラスの使用、太陽電池の軽量化、耐久性の向上を実現することが可能となる。また、本発明の合わせガラス用中間膜によれば、ガラスとの接着性に優れ、合わせガラスの温度が比較的高温まで上がった場合でも耐荷重特性に優れた合わせガラスを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一般的な結晶系シリコン太陽電池の断面図である。
【図２】一般的な薄膜系シリコン、カドミウム・テルル太陽電池の断面図である。
【図３】一般的なＣＩＧＳ、ＣＩＳ太陽電池の断面図である。
【図４】ガラスへの接着性を測定するために使用される圧縮せん断強さ測定ジグである。
【図５】ガラスへの接着性を測定するために使用される圧縮せん断強さ測定ジグである。
【図６】安全性適合認定（ＩＥＣ６１７３０−２）のＭＳＴ３２衝撃破壊試験用の施工物の正面及び左側から見た概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜の一態様は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４により周波数０．３Ｈｚおよび２５℃で測定された貯蔵弾性率が１０００〜４０００ＭＰａである。貯蔵弾性率は、好ましくは１１００〜３０００ＭＰａである。さらに好ましくは１２００〜２５００ＭＰａである。１０００ＭＰａ未満の場合は耐荷重特性が不充分であり好ましくない。一方、４０００ＭＰａを超える場合は、製造が非常に困難である。上記太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、ガラスを両面に接着させた積層体について２５℃で測定した圧縮せん断強さが５〜８０ＭＰａである。好ましくは１０〜８０ＭＰａであり、さらに好ましくは１０〜６０ＭＰａである。なお、上記太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜がゴムを含む場合は、ガラスを両面に接着させた積層体について２５℃で測定した圧縮せん断強さは、７〜８０ＭＰａであることが好ましく、９〜６０ＭＰａであることがより好ましく、１５〜４０ＭＰａであることがさらに好ましい。５ＭＰａ未満の場合は接着力が低すぎてガラスから剥離する可能性があるため、好ましくない。一方、８０ＭＰａを超える場合は、製造が非常に困難である。このような、貯蔵弾性率及びガラスとの接着性を有する太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、ポリビニルアセタール樹脂、特に、ポリビニルブチラール樹脂を用いて、アセタール化度を最適化し、可塑剤を少量使用するか、或いは、全く使用しないことで、得ることができる。また、無機微粒子を添加することも効果的である。
【００３２】
次に、ガラスへの接着性を測定するための圧縮せん断強さ試験について説明する。圧縮せん断強さは、図４及び図５に示す圧縮せん断強さ測定ジグを使用して測定される。まず、ガラス２３およびガラス２２に封止材（太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜）２１がはさまれた合わせガラスサンプル２４（２５ｍｍ×２５ｍｍ）を作製する。
【００３３】
合わせガラスサンプル２４は、ジグ（下部）３１の凹部３１ａに置かれる（図５参照）。ジグ（下部）３１は、地面と平行な平面に設置されており、凹部３１ａを有する斜面は、地面に対して角度４５度の傾斜を有するものである。凹部３１ａはこの斜面に対して垂直に窪んでいる。凹部３１ａの凹みの形状と合わせガラスサンプル２４の底面の形状は、同じ２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形であり、合わせガラスサンプル２４は、凹部３１ａに引っ掛かることなく設置することが可能である。合わせガラスサンプル２４を構成するガラス２３は、凹部３１ａで、ジグ（下部）３１と接する。
【００３４】
凹部３１ａの深さは、合わせガラスサンプル２４の厚さよりは浅く、合わせガラスサンプル２４の上部、すなわちガラス２２からなる部分は、ジグ（下部）３１の斜面３１ｂよりも上側に突出している。ジグ（下部）３１と同様に、ジグ（上部）３２の凹部３２ａの凹みの形状は、合わせガラスサンプル２４の底面の形状と同じ２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形であり、斜面３１ｂから突出したガラス２２は、ジグ（上部）３２の凹部３２ａと接し、係合することが可能である。なお、ジグ（上部）３２は、圧縮せん断試験機のクロスヘッドに固定されているが、凹部３２ａを有する斜面が、ジグ（下部）３１の斜面と同様に、地面に対して角度４５度の傾斜を有するように、圧縮せん断試験機のクロスヘッドに固定されている。凹部３２ａはこの斜面に対して垂直に窪んでいる。
【００３５】
圧縮せん断試験機のクロスヘッドに固定されたジグ（上部）３２は、凹部３２ａが合わせガラスサンプル２４のガラス２２に接触するまで、地面に対して垂直方向に２．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で下げられる（図５参照）。ジグ（上部）３２の凹部３２ａが、合わせガラスサンプル２４の上部と係合した後も、クロスヘッドは２．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で下げられる。その結果、合わせガラスサンプル２４には、せん断応力がかかり、ある時点で封止材２１と、ガラス２２或いはガラス２３は、接着破損が引き起こされる。ここで測定の対象となる圧縮せん断強さは、接着破損を引き起こした時点でのせん断応力をいう。合わせガラスサンプル２４を６つ用意し、６回同じ試験を行って、その平均値を、その封止材の接着強さとすることができる。６回同じ試験を行って平均値を取った場合、通常、その誤差は、数％程度に収まることがわかっている。
【００３６】
圧縮せん断強さ試験を行うための合わせガラスサンプル２４の作製方法としては、例えば、市販のフロートガラス（厚さ３ｍｍ、大きさ２５ｍｍ×２５ｍｍ）２枚に封止材２１を挟んだうえで、真空バック法（条件：３０℃から１６０℃に６０分間で昇温し、その後１６０℃で３０分間保持）を採用して作製する方法が挙げられる。
【００３７】
また、本発明の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜の別の一態様は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４により周波数０．３Ｈｚおよび５０℃で測定された貯蔵弾性率が５０〜４０００ＭＰａであり、２００〜３０００ＭＰａであることがより好ましい。さらには５００〜２５００ＭＰａであることがさらに好ましい。周波数０．３Ｈｚおよび５０℃で測定された貯蔵弾性率が５０ＭＰａ未満の場合は、特に、５０℃付近まで温度が上がった場合における耐荷重特性が不充分であり好ましくない。一方、４０００ＭＰａを超える場合は、製造が非常に困難である。周波数０．３Ｈｚおよび５０℃で測定された貯蔵弾性率が２００ＭＰａ以上である場合は、特に耐荷重特性が高い点で好ましい。上記太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、ガラスを両面に接着させた積層体について５０℃で測定した圧縮せん断強さが５〜８０ＭＰａであり、１０〜８０ＭＰａであることが好ましく、１０〜６０ＭＰａであることがより好ましく、１０〜３０ＭＰａであることが特に好ましい。なお、上記太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜がゴムを含む場合は、ガラスを両面に接着させた積層体について５０℃で測定した圧縮せん断強さは、７〜５０ＭＰａであることが好ましく、１０〜３０ＭＰａであることがより好ましい。ガラスを両面に接着させた積層体について５０℃で測定した圧縮せん断強さが５ＭＰａ未満の場合は、特に、５０℃付近まで温度が上がった場合に接着力が低すぎてガラスから剥離する可能性があるため、好ましくない。一方、８０ＭＰａを超える場合は、製造が非常に困難である。
【００３８】
また、上記二態様の本発明の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、厚さ２．８ｍｍのガラスを両面に接着させた積層体についてＪＩＳ  Ｒ  ３２１２の耐貫通性試験に準じて、重さ２２６０ｋｇの鋼球を高さ２ｍから落下させた場合に貫通しないことが好ましい。太陽電池の耐衝撃性は、上記した表面側透明保護部材１１の種類と厚さ、裏面側保護部材１２の種類と厚さ、さらには表面側透明保護部材１１と裏面側保護部材１２を接着する封止材１３の物性が重要であり、中でも特に封止材１３の物性が重要である。一般的に、上記の耐荷重特性の観点からは、封止材は硬いものが好ましいと考えられ、耐衝撃性の観点からは、封止材は柔らかいものが好ましいと考えられるので、耐荷重特性と耐衝撃性を両立することは非常に困難である。これに対し、鋼球を高さ２ｍから落下させた場合に貫通しない上記の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜によれば、太陽電池モジュールにおいて、耐荷重特性および耐衝撃性を両立することができ、また、合わせガラスにおいて、耐久性、耐荷重特性および耐衝撃性をすべて満足することができる。鋼球を高さ２ｍから落下させた場合に貫通するような太陽電池用封止材を用いると、得られる太陽電池モジュールの耐衝撃性が充分でなく、太陽電池モジュールが安全性適合認定（ＩＥＣ６１７３０−２）のＭＳＴ３２衝撃破壊試験に不合格になるおそれがある。
後述するように、ポリビニルアセタール樹脂に所定量のゴムを混合することで、貯蔵弾性率及び圧縮せん断強さを維持したまま、ＪＩＳ  Ｒ  ３２１２の耐貫通性試験に準じて、鋼球を高さ２ｍから落下させた場合に貫通しない、充分な耐衝撃性を有する上記の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜を得ることが可能となる。ここで、鋼球としては、質量２２６０±２０ｇ、直径約８２ｍｍの表面が滑らかなものを用いる。
【００３９】
本発明の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、ポリビニルアセタール樹脂を主成分とすることが好ましく、具体的には、ポリビニルアセタール樹脂を４０質量％以上含むことが好ましく、５０質量％以上含むことがより好ましく、６０質量％以上含むことがさらに好ましく、８０質量％以上含むことが特に好ましく、ポリビニルアセタール樹脂のみから構成されていてもよい。ポリビニルアセタール樹脂の含有率が４０質量％より少なくなると、所望の貯蔵弾性率を得ることが困難になったり、ガラスへの接着性が不充分になる傾向がある。  
【００４０】
ポリビニルアセタール樹脂としては平均アセタール化度４０〜９０モル％のものが好ましい。４０モル％未満であると吸水率が高く好ましくない。９０モル％を超えると、ポリビニルアセタール樹脂を得るための反応時間に長時間を要し、プロセス上好ましくないことがある。より好ましくは６０〜８５モル％であり、耐水性の観点から更に好ましくは、６５〜８０モル％である。
【００４１】
ポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂中のビニルアセテート成分が３０モル％以下のものが好ましい。３０モル％を超えると、樹脂の製造時にブロッキングを起こし易くなるため、製造しにくくなる。好ましくは、２０モル％以下である。
【００４２】
ポリビニルアセタール樹脂は、通常、ビニルアセタール成分、ビニルアルコール成分及びビニルアセテート成分とから構成されており、これらの各成分量は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２８「ポリビニルブチラール試験方法」や核磁気共鳴法（ＮＭＲ）に基づいて測定することができる。
【００４３】
ポリビニルアセタール樹脂が、ビニルアセタール成分以外の成分を含む場合は、ビニルアルコールの成分量とビニルアセテートの成分量を測定し、これらの両成分量を差し引くことで、残りのビニルアセタール成分量を算出することができる。
【００４４】
上記ポリビニルアセタール樹脂は、従来公知の方法により製造することができ、代表的には、ポリビニルアルコールをアルデヒド類を用いてアセタール化することにより製造することができる。具体的には、ポリビニルアルコールを温水に溶解し、得られた水溶液を所定の温度、例えば、０〜９６℃、好ましくは１０〜２０℃に保持しておいて、所要の酸触媒及びアルデヒド類を加え、撹拌しながらアセタール化反応を進行させ、次いで、反応温度を７０℃に上げて熟成して、反応を完結させ、その後、中和、水洗及び乾燥を行ってポリビニルアセタール樹脂の粉末を得る方法等が挙げられる。
【００４５】
ポリビニルアセタール樹脂の原料となるポリビニルアルコール平均重合度は、１００以上であることが好ましく、４００以上であることがより好ましく、６００以上であることがさらに好ましく、７００以上であること特に好ましく、７５０以上であることが最も好ましい。ポリビニルアルコールの平均重合度が低すぎると、得られる太陽電池モジュールの耐貫通性、耐クリープ物性、特に８５℃、８５％ＲＨのような高温高湿条件下での耐クリープ物性が低下することがある。また、ポリビニルアルコールの平均重合度は、５０００以下であることが好ましく、３０００以下であることがより好ましく、２５００以下であることがさらに好ましく、２３００以下であることが特に好ましく、２０００以下であることが最も好ましい。ポリビニルアルコールの平均重合度が５０００を超えると樹脂膜の成形が難しくなることがある。さらに、得られる太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜のラミネート適性を向上させ、外観に一層優れた太陽電池モジュール又は合わせガラスを得るためには、ポリビニルアルコールの平均重合度が１５００以下であることが好ましく、１１００以下であることがより好ましく、１０００以下であることがさらに好ましい。なお、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、原料となるポリビニルアルコールの平均重合度と一致するため、上記したポリビニルアルコールの好ましい平均重合度はポリビニルアセタール樹脂の好ましい平均重合度と一致する。
【００４６】
得られるポリビニルアセタール樹脂のビニルアセテート成分を３０モル％以下に設定することが好ましいため、ケン化度が７０モル％以上のポリビニルアルコールを使用することが好ましい。ポリビニルアルコールのケン化度が７０モル％未満となると、樹脂の透明性や耐熱性が低下することがあり、また反応性も低下することがある。より好ましくは９５モル％以上のものである。
【００４７】
ポリビニルアルコールの平均重合度及びケン化度は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６「ポリビニルアルコール試験方法」に基づいて測定することができる。
【００４８】
ポリビニルアルコールのアセタール化に用いるアルデヒド類としては、炭素数１〜１２のアルデヒドが好ましい。アルデヒドの炭素数が１２を超えるとアセタール化の反応性が低下し、しかも反応中に樹脂のブロックが発生しやすくなり、樹脂の合成に困難を伴い易くなる。
【００４９】
アルデヒド類としては特に限定されず、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、ｎ−ヘキシルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、ｎ−ヘプチルアルデヒド、ｎ−オクチルアルデヒド、ｎ−ノニルアルデヒド、ｎ−デシルアルデヒド、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド等の脂肪族、芳香族、脂環式アルデヒドが挙げられる。これらのうちでも炭素数２〜６の脂肪族アルデヒドが好ましく、中でもブチルアルデヒドが特に好ましい。また、アルデヒド類は単一のものが使用されていてもよいし、２種以上が併用されていてもよい。更に、多官能アルデヒド類やその他の官能基を有するアルデヒド類などを全アルデヒド類の２０質量％以下の範囲で少量併用してもよい。
【００５０】
ポリビニルアセタール樹脂を主成分とする上記の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜においては、ポリビニルアセタール樹脂にゴムを混合することが、太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜の耐衝撃性を向上させる観点から好ましい。ポリビニルアセタール樹脂にゴムを混合することにより、ポリビニルアセタール樹脂とともに、さらにゴムを含む太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜が得られる。
【００５１】
本発明に使用されるゴムは特に制限はないが、例えば、シリコーン・アクリル複合ゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ブタジエン系ゴム（ＭＢＳ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、ＳＢＲ等）、ウレタンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、フッ素ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、より一層耐衝撃性を向上させるためには、シリコーン・アクリル複合ゴム、アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴムが好ましく、シリコーン・アクリル複合ゴム及びアクリル系ゴムがより好ましい。また、耐衝撃性向上の観点からはポリビニルアセタール樹脂に対して非相溶性のゴムも好ましく、このようなゴムとして、熱硬化性エラストマーがより好ましい。なお、ゴムは１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５２】
耐衝撃性をより一層向上させる観点から、上記ゴムのガラス転移温度は−１０℃以下であることが好ましく、−２０℃以下であることがより好ましく、−３０℃以下であることがさらに好ましい。上記ゴムのガラス転移温度の下限は特に限定されないが、ゴムのガラス転移温度は、−２００℃以上であることが好ましく、−１５０℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度の測定方法は、後述する実施例と同様に、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４：１９９９年に基づいて測定し、ｔａｎδのピーク値を採用した。
【００５３】
また、上記ゴムは耐衝撃性向上の観点から、平均粒子径は５０〜４００ｎｍが好ましい。ゴムの平均粒子径は、例えば濁度法により求めることができる。
【００５４】
また、上記ゴムの含有量は耐衝撃性向上の観点から、ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して、１〜１００質量部であることが好ましく、３〜８０質量部であることがより好ましく、５〜６０質量部であることがさらに好ましい。ゴムの含有量が１質量部より少ないと耐衝撃性の改善効果が小さい。一方、ゴムの含有量が１００質量部を超えると、室温（２５℃程度）および５０℃での貯蔵弾性率やガラスとの接着力が低下することにより、破断強度が不充分となるおそれがあることに加え、得られる太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜の流動性も低下しラミネートが難しくなるので好ましくない。ゴムの添加量については、用いるポリビニルアセタール樹脂の組成、平均重合度等により適宜選択すればよい。
【００５５】
また、本発明の合わせガラス用中間膜を建築用途に使用する場合は、前記中間膜の透明性も重要である。透明性を維持する観点からは、上記ゴムとポリビニルアセタール樹脂との屈折率の差が０．０４以下であることが好ましく、０．０２以下であることがより好ましく、０．０１以下であることが特に好ましい。そして、より一層透明性を向上させる観点からは、アクリル系ゴムを用いることが好ましい。
【００５６】
必要に応じて、太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜のガラス等に対する接着性を制御することも可能である。接着性を制御する方法としては、通常、合わせガラスの接着性調整剤として使用される添加剤を添加する方法、接着性を調整するための各種添加剤を添加する方法等が挙げられる。このような方法によって、接着性調整剤および／または接着性を調整するための各種添加剤を含む太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜が得られる。
【００５７】
接着性調整剤としては、例えば、国際公開第０３／０３３５８３号に開示されているものを使用することができ、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましく使用され、例えば、カリウム、ナトリウム、マグネシウム等の塩が挙げられる。上記塩としてはオクタン酸、ヘキサン酸、酪酸、酢酸、蟻酸等のカルボン酸等の有機酸；塩酸、硝酸等の無機酸の塩などが挙げられる。
【００５８】
接着性調整剤の最適な添加量は、使用する添加剤により異なるが、得られるフィルム（太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜）のガラスへの接着力が、パンメル試験（Ｐｕｍｍｅｌ  ｔｅｓｔ；国際公開第０３／０３３５８３号等に記載）において、一般には３〜１０に調整することが好ましく、特に高い耐貫通性を必要とする場合は３〜６、高いガラス飛散防止性を必要とする場合は７〜１０に調整することが好ましい。高いガラス飛散防止性が求められる場合は、接着性調整剤を添加しないことも有用な方法である。
【００５９】
上記接着性を調整するための各種添加剤としてはシランカップリング剤が挙げられる。典型的にはシランカップリング剤は、組成物（太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜）の全質量を基準にして約０．０１〜約５質量％の量で加えられる。
【００６０】
本発明にの太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、さらに可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、ブロッキング防止剤、顔料、染料、機能性無機化合物等が、必要に応じて添加されていてもよい。また、必要に応じて、抽出や洗浄により可塑剤や各種添加剤の含有量を一旦低減させてから、新たに添加してもよい。
さらに、ポリビニルアセタール樹脂を主成分とする上記の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜の製造においては、本発明の趣旨に反しない限り、ポリビニルアセタール樹脂と、それ以外の樹脂とを混合することも可能であり、ポリビニルアセタール樹脂とそれ以外の樹脂との積層体を太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜とすることも可能である。また、無機物（酸化チタン、タルク等）を混合することも可能である。
上記のような成分を添加・混合等して使用することにより、これらの成分を含む太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜を得ることができる。
【００６１】
可塑剤は特に制限はないが、例えば、ジ−（２−ブトキシエチル）−アジピン酸エステル（ＤＢＥＡ）、ジ−（２−ブトキシエチル）−セバシン酸エステル（ＤＢＥＳ）、ジ−（２−ブトキシエチル）−アゼライン酸エステル、ジ−（２−ブトキシエチル）−グルタル酸エステル、ジ−（２−ブトキシエトキシエチル）−アジピン酸エステル（ＤＢＥＥＡ）、ジ−（２−ブトキシエトキシエチル）−セバシン酸エステル（ＤＢＥＥＳ）、ジ−（２−ブトキシエトキシエチル）−アゼライン酸エステル、ジ−（２−ブトキシエトキシエチル）−グルタル酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエチル）−アジピン酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエチル）−セバシン酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエチル）−アゼライン酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエチル）−グルタル酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエトキシエチル）−アジピン酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエトキシエチル）−セバシン酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエトキシエチル）−アゼライン酸エステル、ジ−（２−ヘキソキシエトキシエチル）−グルタル酸エステル、ジ−（２−ブトキシエチル）−フタル酸エステル及び／又はジ−（２−ブトキシエトキシエチル）−フタル酸エステルなどが挙げられる。これらの中でも、分子を構成する炭素数及び酸素数の和が２８よりも高い可塑剤であることが好ましい。例えば、トリエチレングリコール−ジ（２−エチルヘキサノエート）、テトラエチレングリコール−ジ（２−エチルヘキサノエート）、ジ−（２−ブトキシエトキシエチル）−アジピン酸エステル、ジ−（２−ブトキシエトキシエチル）−セバシン酸エステル、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸−ジイソノニルエステル（ＤＩＮＣＨ）などが挙げられる。なかでも、圧縮せん断強さやガラスへの接着性を低下させることなく、少量で、所望の可塑効果を得ることができる点から、トリエチレングリコール−ジ（２−エチルヘキサノエート）、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸−ジイソノニルエステルが好ましい。可塑剤の含有量は、ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して、１０質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましく、２質量部以下がさらに好ましく、０質量部（すなわち、可塑剤を含まない）が特に好ましい。また、２種以上の可塑剤を併用してもよい。
【００６２】
ポリビニルアセタール樹脂を主成分とする上記の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜において可塑剤の含有量は非常に重要であり、ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して、１０質量部を超えて含有すると、室温並びに５０℃での貯蔵弾性率が低下して好ましくない。添加量については用いるポリビニルアセタール樹脂の組成、分子量等により適宜選択すればよい。なお、可塑剤の含有量がポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１０質量部以下（好ましくは５質量部以下、より好ましくは２質量部以下、さらに好ましくは０質量部）である太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜によれば、得られる太陽電池モジュールの耐荷重特性を向上させることができ、また、得られる合わせガラスの耐久性や耐荷重特性を向上させせることができる。本発明はポリビニルアセタール樹脂を主成分とし、可塑剤の含有量が当該ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して１０質量部以下（好ましくは５質量部以下、より好ましくは２質量部以下、さらに好ましくは０質量部）である太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜を包含する。ここで、当該太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は、ポリビニルアセタール樹脂を４０質量％以上含むことが好ましく、５０質量％以上含むことがより好ましく、６０質量％以上含むことがさらに好ましく、８０質量％以上含むことが特に好ましく、ポリビニルアセタール樹脂のみから構成されていてもよい。
【００６３】
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤などが挙げられ、これらの中でもフェノール系酸化防止剤が好ましく、アルキル置換フェノール系酸化防止剤が特に好ましい。
【００６４】
フェノール系酸化防止剤の例としては、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２，４−ジ−ｔ−アミル−６−（１−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）エチル）フェニルアクリレートなどのアクリレート系化合物、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、オクタデシル−３−（３，５−）ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデン−ビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、ビス（３−シクロヘキシル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）メタン、３，９−ビス（２−（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ）−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス（メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン、又はトリエチレングリコールビス（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート）などのアルキル置換フェノール系化合物、６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−２，４−ビス−オクチルチオ−１，３，５−トリアジン、６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルアニリノ）−２，４−ビス−オクチルチオ−１，３，５−トリアジン、６−（４−ヒドロキシ−３−メチル−５−ｔ−ブチルアニリノ）−２，４−ビス−オクチルチオ−１，３，５−トリアジン、又は２−オクチルチオ−４，６−ビス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−オキシアニリノ）−１，３，５−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物などがある。
【００６５】
リン系酸化防止剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ホスファイト、トリス（シクロヘキシルフェニル）ホスファイト、２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイド、１０−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイド、又は１０−デシロキシ−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレンなどのモノホスファイト系化合物、４，４’−ブチリデン−ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト）、４，４’−イソプロピリデン−ビス（フェニル−ジ−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１５）ホスファイト）、４，４’−イソプロピリデン−ビス（ジフェニルモノアルキル（Ｃ１２〜Ｃ１５）ホスファイト）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ジ−トリデシルホスファイト−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、又はテトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレンホスファイトなどのジホスファイト系化合物などがある。これらの中でもモノホスファイト系化合物が好ましい。
【００６６】
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル３，３’−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル３，３’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオプロピオネート）、３，９−ビス（２−ドデシルチオエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンなどがある。
【００６７】
これらの酸化防止剤は単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。酸化防止剤の配合量は、ポリビニルアセタール樹脂１００質量部に対して０．００１〜５質量部、好ましくは０．０１〜１質量部の範囲である。酸化防止剤の量が０．００１質量部より少ないと充分な効果が発現しないことがあり、また５質量部より多くしても格段の効果は望めない。
【００６８】
また、紫外線吸収剤としては、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α’−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール又は２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルベンゾエート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロネート、又は４−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）−１−（２−（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）エチル）−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、又はヘキサデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの紫外線吸収剤の添加量は、ポリビニルアセタール組成物に対して質量基準で１０〜５０，０００ｐｐｍであることが好ましく、１００〜１０，０００ｐｐｍの範囲であることがより好ましい。添加量が１０ｐｐｍより少ないと充分な効果が発現しないことがあり、また５０，０００ｐｐｍより多くしても格段の効果は望めない。これら紫外線吸収剤は２種以上組み合わせて用いることもできる。
【００６９】
また、光安定剤としてはヒンダードアミン系のもの、例えば、株式会社ＡＤＥＫＡ製「アデカスタブＬＡ−５７（商品名）」が挙げられる。
【００７０】
本発明の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜の製造方法は特に限定されるものではなく、上記の樹脂に所定量の可塑剤及び必要に応じて他の添加剤を配合し、これを均一に混練りした後、押出し法、カレンダー法、プレス法、キャスティング法、インフレーション法等、公知の製膜方法によりフィルム（シート）を作製し、これを太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜とすることができる。
【００７１】
公知の製膜方法の中でも特に押出機を用いてフィルム（シート）を製造する方法が好適に採用される。押出し時の樹脂温度は１５０〜２５０℃が好ましく、１７０〜２３０℃がより好ましい。樹脂温度が高くなりすぎるとポリビニルアセタール樹脂が分解を起こし、揮発性物質の含有量が多くなる。逆に温度が低すぎると、やはり揮発性物質の含有量は多くなる。揮発性物質を効率的に除去するためには、押出機のベント口から減圧により、揮発性物質を除去することが好ましい。
【００７２】
また、本発明の太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜は表面にメルトフラクチャー、エンボスなど、従来公知の方法で凹凸構造を形成することが好ましい。メルトフラクチャー、エンボスの形状は特に限定されず、従来公知のものを採用することができる。
【００７３】
また、太陽電池用封止材の全体の膜厚は、２０〜１０，０００μｍが好ましく、１００〜３，０００μｍがより好ましく、２００〜１，０００μｍがさらに好ましい。合わせガラス用中間膜の膜厚は、２０〜１０，０００μｍが好ましく、１００〜３，０００μｍがより好ましい。薄すぎると太陽電池モジュール又は合わせガラスを作製する際にうまくラミネートできないことがあり、厚すぎるとコスト高に繋がるため好ましくない。
【００７４】
本発明の太陽電池用封止材は、太陽電池と表面側透明保護部材及び裏面側保護部材との間を封止して太陽電池モジュールを形成するための封止材として使用できる。このような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプのものを例示することができる。例えば、表面側透明保護部材／表面封止材／太陽電池セル／裏面封止材／裏面側保護部材のように太陽電池セルの両側から封止材で挟む構成のもの、表面側透明保護部材／太陽電池セル／封止材／裏面側保護部材のような構成のもの、表面側透明保護部材／封止材／太陽電池セル／裏面側保護部材のような構成のものなどを挙げることができる。
【００７５】
太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、ガリウム・砒素、ＣＩＧＳ、カドミウム・テルルなどのＩＩＩ−Ｖ族やＩＩ−ＶＩ族化合物半導体系、色素増感、有機薄膜などの有機系等の各種太陽電池セルが挙げられる。
【００７６】
太陽電池モジュールを構成する表面側透明保護部材としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂などを例示することができる。また裏面保護部材としては、金属や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単体もしくは多層のシートを例示することができ、具体的には、例えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガラス等の無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの１層もしくは多層のシートを例示することができる。
【００７７】
太陽電池モジュールの製造に当たっては、本発明の封止材のフィルム（シート）を予め作っておき、封止材が溶融する温度で圧着するという従来公知の方法によって、すでに述べたような構成のモジュールを作製することができる。
【００７８】
真空ラミネーター装置を用いる場合、例えば、太陽電池モジュールの製造に用いられる公知の装置を使用し、１〜３０，０００Ｐａの減圧下、１００〜２００℃、特に１３０〜１７０℃の温度でラミネートされる。真空バッグ又は真空リングを用いる方法は、例えば、ＥＰ１２３５６８３Ｂ１に記載されており、例えば、約２０，０００Ｐａの圧力下、１３０〜１７０℃でラミネートされる。
【００７９】
ニップロールを用いる場合、例えば、ポリビニルアセタール樹脂の流動開始温度以下の温度で１回目の仮圧着をした後、さらに流動開始温度に近い条件で仮圧着する方法が挙げられる。具体的には、例えば、赤外線ヒーターなどで３０〜１００℃に加熱した後、ロールで脱気し、さらに５０〜１５０℃に加熱した後ロールで圧着して接着又は仮接着させる方法が挙げられる。
【００８０】
仮圧着後に付加的に行われるオートクレーブ工程は、モジュールの厚さや構成にもよるが、例えば、約１〜１．５ＭＰａの圧力下、１３０〜１５５℃の温度で約２時間実施される。
【００８１】
本発明の合わせガラス用中間膜により合わせガラスを作製する際に使用するガラスは特に限定されず、フロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、熱線吸収板ガラスなどの無機ガラスのほか、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネートなどの従来公知の有機ガラス等が使用でき、これらは無色、有色、あるいは透明、非透明のいずれであってもよい。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、ガラスの厚さは特に限定されないが、１００ｍｍ以下であることが好ましい。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００８３】
なお、以下の実施例及び比較例において、使用されたポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）としては、目的とする平均重合度と同じ平均重合度（ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６「ポリビニルアルコール試験方法」に基づいて測定した平均重合度）を有するポリビニルアルコールを塩酸触媒下にｎ−ブチルアルデヒドでアセタール化したものを用いた。【００８４】
（実施例１）
平均重合度約９００、アセタール化度約６９モル％のポリビニルブチラール樹脂を合成し、圧力１００Ｋｇｆ／ｃｍ２、熱板温度１５０℃にて１０分プレスし、厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラールシートを作製した。なお、アセタール化度はＪＩＳ  Ｋ  ６７２８「ポリビニルブチラール試験方法」に基づいて測定した。【００８５】
１．物性評価（貯蔵弾性率）
ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４（１９９９年制定）に基づいて測定した。測定条件は周波数０．３Ｈｚである。０℃〜１００℃まで１℃／ｍｉｎの定速昇温で実施した。上記ポリビニルブチラールシートは、２５℃での貯蔵弾性率が１９２０ＭＰａであり、５０℃での貯蔵弾性率が１５３０ＭＰａであった。【００８６】
２．物性評価（ガラスへの接着性）
上に述べた方法で、圧縮せん断強さ測定を２５℃および５０℃で実施した。なお、合わせガラスサンプル２４としては、市販のフロートガラス（厚さ３ｍｍ、大きさ２５ｍｍ×２５ｍｍ）２枚に上記ポリビニルブチラールシートを挟んだうえで、真空バック法（条件：３０℃から１６０℃に６０分間で昇温し、その後１６０℃で３０分間保持）により作製されたもの（１２サンプル）を用いた。試験は各サンプルを用いて、２５℃および５０℃のそれぞれにおいて６回ずつ行った。測定結果の平均値は、２５℃では５２ＭＰａであり、５０℃では２８ＭＰａであった。【００８７】
３．物性評価（破断強度）
市販のフロートガラス（厚さ２．８ｍｍ、大きさ２６ｍｍ×７６ｍｍ）２枚に上記ポリビニルブチラールシートを挟んだうえで、真空バック法（条件：３０℃から１６０℃に６０分間で昇温し、その後１６０℃で３０分間保持）によって、合わせガラスを作製した。その後、オ−トグラフＡＧ−５０００Ｂを用いて合わせガラスの３点曲げ試験を実施し、破断強度を測定した。なお、試験速度は０．２５ｍｍ／ｍｉｎで行った。２５℃では０．８０ｋＮであり、５０℃では０．７０ｋＮであった。【００８８】
４．物性評価（ラミネート適性）
市販のフロートガラス（厚さ３．２ｍｍ、大きさ１１００ｍｍ×１３００ｍｍ）２枚に上記ポリビニルブチラールシートを挟んだうえで、真空ラミネーター（日清紡メカトロニクス株式会社製  １５２２Ｎ）を用いて以下の条件で合わせガラスを作製した。得られた合わせガラスのラミネート適性を以下の基準により判定したところ、「◎」であった。
＜条件＞
熱板温度    ：１６５℃
真空引き時間：１２分
プレス圧力  ：５０ｋＰａ
プレス時間  ：１７分
＜判断基準＞
◎：気泡、密着不良などの外観欠点はなく、密着良好
×：気泡、密着不良などの外観欠点あり【００８９】
５．物性評価（耐クリープ物性）
上記ポリビニルブチラールから大きさ１ｃｍ×８ｃｍかつ標線間距離４ｃｍのサンプルを切り出し、クリープ試験機（株式会社安田精機製作所製  Ｎｏ．１４５クリープテスター）を使用して、８５℃、８５％ＲＨ、荷重なしの条件下で５時間引張試験を行った。試験後の標線間距離は４．２ｃｍであり、伸び率は１０５％であり、以下の基準から「◎」と判定された。
＜判定基準＞
◎：伸び率１２０％以下
○：伸び率１２０％を超え、２００％以下
×：２００％を超える【００９０】
６．物性評価（耐貫通性試験）
市販のフロートガラス（厚さ２．８ｍｍ、大きさ３００ｍｍ×３００ｍｍ）２枚に上記ポリビニルブチラールシートを挟んだうえで、真空ラミネータ（日清紡メカトロニクス株式会社製；１５２２Ｎ）を用いて合わせガラスを作製した。その後、ＪＩＳ  Ｒ  ３２１２の耐貫通性試験に準じて高さ２ｍから２２６０ｇの鋼球を落下させた。その結果、鋼球が貫通した（不合格である）ことを確認した。実施例１の合わせガラスは、高さ２ｍからの耐貫通性試験に不合格であったため、高さ３ｍから２２６０ｇの鋼球を落下させる耐貫通性試験は行わなかった。なお、高さ３ｍからの耐貫通性試験は実施例１２〜２１についてのみ行った。【００９１】
７．物性評価（太陽電池モジュールの安全性適合認定（ＩＥＣ６１７３０−２）のＭＳＴ３２衝撃破壊試験）
市販のフロートガラス（厚さ３．２ｍｍ、大きさ８６４ｍｍ（幅方向）×１３００ｍｍ（長手方向）２枚に上記ポリビニルブチラールシートを挟んだうえで、真空ラミネーター（日清紡メカトロニクス株式会社製；１５２２Ｎ）を用いて合わせガラスを作製し、これを太陽電池モジュールとみなした。この合わせガラスを用いて太陽電池モジュールの安全性適合認定（ＩＥＣ６１７３０−２）のＭＳＴ３２衝撃破壊試験を、図６のようなフレームレス施工で実施したところ、高さ１２２０ｍｍで不合格であった。次に、フロートガラスの厚さを４ｍｍとしたこと以外は同様の方法により衝撃破壊試験を行ったところ、合格であった。なお、フロートガラスの厚さ４ｍｍにおける衝撃破壊試験は実施例１〜１１についてのみ行った。以下、図６について説明する。支持用基礎土台４１は略直線状に成形されたものであり、合わせガラス４３を支持するための土台となるものである。２本の支持用基礎土台４１は、合わせガラス４３の長手方向の両端からそれぞれ３２５ｍｍの位置において、合わせガラス４３と接することなく幅方向（合わせガラス４３に平行で且つ前記長手方向に垂直な方向）に平行に配置されている。クランプ４２（長さ２００ｍｍ×幅１０ｍｍ（幅方向にガラスと接触している距離））は、本支持用基礎土台４１に約８６４ｍｍの間隔で、１本の支持用基礎土台４１につき、２つずつ設置されており、合計４つのクランプ４２が、合わせガラス４３の幅方向の両端で、かつ、クランプ４２の中央が合わせガラス４３の長手方向における端部から３２５ｍｍの位置となるように、合わせガラス４３を固定している。【００９２】
（実施例２〜７）
表１に示す組成の材料（ポリビニルブチラール樹脂）を用いて、実施例１と同様の方法によりポリビニルブチラールシートを作製し、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表１に示す。
【００９３】
【表１】
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【００９４】
（実施例８）
平均重合度約９００、アセタール化度約６９モル％のポリビニルブチラール樹脂を合成し、ポリビニルブチラール樹脂１００質量部に対して、可塑剤として３ＧＯ（トリエチレングリコール−ジ（２−エチルヘキサノエート））を２質量部加え、圧力１００Ｋｇｆ／ｃｍ２、熱板温度１５０℃にて１０分プレスし、厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラールシートを作製した。作製したポリビニルブチラールシートを用いて、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表２に示す。【００９５】
（実施例９〜１１）
表２に示す平均重合度とアセタール化度を有するポリビニルブチラール樹脂１００質量部に対して、可塑剤として３ＧＯを表２に示す量を用いたこと以外は、実施例８と同様にして、ポリビニルブチラールシートを作製した。作製したポリビニルブチラールシートを用いて、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表２に示す。【００９６】
【表２】
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【００９７】
（実施例１２）
平均重合度約１０００、アセタール化度約６９モル％のポリビニルブチラール樹脂１００質量部に対して、シリコーン・アクリル複合ゴム（三菱レイヨン株式会社製；メタブレンＳ２００６、ガラス転移温度−３９℃、平均粒子径２００ｎｍ）を５質量部混合して得られたペレットを、圧力１００Ｋｇｆ／ｃｍ２、熱板温度１５０℃にて１０分プレスし、厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラールシートを作製した。なお、ポリビニルブチラール樹脂のアセタール化度はＪＩＳ  Ｋ  ６７２８「ポリビニルブチラール試験方法」に基づいて測定した。また、シリコーン・アクリル複合ゴムのガラス転移温度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４−４：１９９９年に基づいて測定しｔａｎδのピーク値とした。測定条件は周波数０．３Ｈｚである。−１５０℃〜１００℃まで１℃／ｍｉｎの定速昇温で実施した。
作製したポリビニルブチラールシートを用いて、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。また、使用したポリビニルブチラール樹脂およびゴムの屈折率と上記ポリビニルブチラールシートを用いた合わせガラスのヘイズを以下の方法により評価した。結果を表３に示す。【００９８】
８．物性評価（屈折率）
ＪＩＳ  Ｋ  ７１４２に基づいて測定した。【００９９】
９．物性評価（ヘイズ）
ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６に基づいて、ガラスへの接着性（圧縮せん断強さ）を測定する際に用いた合わせガラスサンプルと同様の合わせガラスサンプルを用いて測定した。【０１００】
（実施例１３〜２１）
表３及び表４に示す組成の材料（ポリビニルブチラール樹脂およびゴム）を用いて、実施例１２と同様の方法によりポリビニルブチラールシートを作製し、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ヘイズ、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表３及び表４に示す。なお、実施例１３〜１６及び実施例１８〜２１においては、ゴムとして、実施例１２で用いたシリコーン・アクリル複合ゴムを用いた。実施例１７においては、ゴムとして、市販のアクリル系ゴム（三菱レイヨン株式会社製；メタブレンＷ３７７、ガラス転移温度−１８℃、平均粒子径２００ｎｍ）を用いた。【０１０１】
【表３】
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【０１０２】
【表４】
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【０１０３】
（比較例１）
平均重合度約１７００、アセタール化度約６９モル％のポリビニルブチラール樹脂を合成し、ポリビニルブチラール樹脂１００質量部に対して、可塑剤として３ＧＯを２０質量部加え、圧力１００Ｋｇｆ／ｃｍ２、熱板温度１４０℃にて１０分プレスし、厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラールシートを作製した。作製したポリビニルブチラールシートを用いて、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表５に示す。【０１０４】
（比較例２）
平均重合度約１７００、アセタール化度約６９モル％のポリビニルブチラール樹脂を合成し、ポリビニルブチラール樹脂１００質量部に対して、可塑剤として３ＧＯを３５質量部加え、圧力１００Ｋｇｆ／ｃｍ２、熱板温度１４０℃にて１０分プレスし、厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラールシートを作製した。作製したポリビニルブチラールシートを用いて、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表５に示す。【０１０５】
（比較例３）
平均重合度約１０００、アセタール化度約６９モル％のポリビニルブチラール樹脂１００質量部に対して、シリコーン・アクリル複合ゴム（三菱レイヨン株式会社製；メタブレンＳ２００６、ガラス転移温度−３９℃、平均粒子径２００ｎｍ）を３００質量部混合して得られたペレットを、圧力１００Ｋｇｆ／ｃｍ２、熱板温度１８０℃にて１０分プレスし、厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラールシートを作製した。作製したポリビニルブチラールシートを用いて、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度及びラミネート適性を評価した。さらに、耐貫通性試験を行うため、耐貫通性試験用の合わせガラスサンプルの作製を試みたが、上記ポリビニルブチラールシートの流動性が不充分であっため合わせガラスサンプルを作製することができなかった。結果を表５に示す。【０１０６】
（比較例４）
アイオノマー樹脂シート（ＤｕＰｏｎｔ社製；ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）Ｐｌｕｓ（ＳＧＰ））について、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表５に示す。【０１０７】
（比較例５）
太陽電池用ＥＶＡシート（株式会社ブリヂストン製；ＥＶＡＳＡＦＥ）について、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性、耐クリープ物性、耐貫通性試験及び衝撃破壊試験を評価した。結果を表５に示す。【０１０８】
（比較例６）
ＰＭＭＡ樹脂（株式会社クラレ製；クラレパラペット  ＨＲ−Ｌ）を圧力１００Ｋｇｆ／ｃｍ２、熱板温度２００℃にて１０分プレスし、厚さ０．７６ｍｍのシートを作製した。作製したシートを用いて、実施例１と同様の方法により、貯蔵弾性率、ガラスへの接着性、破断強度、ラミネート適性及び耐クリープ物性を評価した。結果を表５に示す。【０１０９】
【表５】
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【０１１０】
実施例及び比較例から破断強度を高めるには、貯蔵弾性率とガラスへの接着性（圧縮せん断強さ）が特定範囲にあることが重要であることがわかる。市販のフロートガラス（厚さ５．７ｍｍ、大きさ２６ｍｍ×７６ｍｍ）の破断強度は０．８２ｋＮ程度であり、本発明の合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスは、ほぼ同じ厚さのフロートガラスに匹敵する耐荷重特性を実現していることがわかる。【０１１１】
さらに、実施例及び比較例から、より薄いガラスを用いた場合でも太陽電池モジュールの安全性適合認定（ＩＥＣ６１７３０−２）のＭＳＴ３２衝撃破壊試験に合格するためには、厚さ２．８ｍｍのガラス両面に接着させた積層体についてＪＩＳ  Ｒ  ３２１２の耐貫通性試験に準じて高さ２ｍから２２６０ｇの鋼球を落下させた場合に貫通しないのが重要であることがわかる。【０１１２】
なお、上記実施例及び比較例におけるポリビニルブチラール樹脂の平均重合度を、ポリビニルブチラール樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）で表すと、平均重合度９００の場合は重量平均分子量（Ｍｗ）が５７，０００、平均重合度１０００の場合は重量平均分子量（Ｍｗ）が６３，０００、平均重合度１１００の場合は重量平均分子量（Ｍｗ）が６８，０００、平均重合度１２００の場合は重量平均分子量（Ｍｗ）が８０，０００、平均重合度１７００の場合は重量平均分子量（Ｍｗ）が１１０，０００となる。
【符号の説明】
【０１１３】
１１    表面側透明保護部材
１２    裏面側保護部材
１３    封止材
１３Ａ  表面封止材
１３Ｂ  裏面封止材
１４    太陽電池セル
１５    フレーム
１６    太陽電池セル
２１    封止材
２２    ガラス
２３    ガラス
２４    合わせガラスサンプル
３１    圧縮せん断強さ測定ジグ（下部）
３１ａ  凹部
３１ｂ  斜面
３２    圧縮せん断強さ測定ジグ（上部）
３２ａ  凹部
４１    支持用基礎土台
４２    クランプ
４３    合わせガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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